專(zhuān)利名稱(chēng)：高頻開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高頻開(kāi)關(guān)，尤其涉及使用于無(wú)線通信設(shè)備的前端部的高頻開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
近來(lái),正在開(kāi)發(fā)通過(guò)利用絕緣襯底上的娃(SO1:Silicon On Insulator)技術(shù)的金屬-氧化層 _ 半導(dǎo)體 _ 場(chǎng)效晶體管(MOSFET:Metal On Semiconductor Field EffectTransistor)實(shí)現(xiàn)的使用于便攜式電話等的前端部的高頻開(kāi)關(guān)的技術(shù)。一般而言，利用SOI技術(shù)的MOSFET的基極(阱、背柵極)會(huì)連接到接地電位(以下，將基極連接在接地電位的FET稱(chēng)為“接觸(body contact)型FET”)(引用文獻(xiàn)I)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)2005-515657號(hào)公報(bào)但是，由接觸型FET構(gòu)成高頻開(kāi)關(guān)，雖然可以得到良好的諧波特性，但插入損耗特性會(huì)劣化，因此存在很難滿足設(shè)備的高性能化的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而做出的，其目的為，將接觸型FET和插入損耗特性良好的浮體型FET(基極為開(kāi)放電位的FET)進(jìn)行組合，構(gòu)成共同連接在共用端口上的各開(kāi)關(guān)部，從而得到插入損耗特性及諧波特性均良好的高頻開(kāi)關(guān)。為了解決上述課題，本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)包括:使用天線輸出發(fā)送信號(hào)的共用端口 ；輸入上述發(fā)送信號(hào)的發(fā)送端口 ；分別連接在多個(gè)上述發(fā)送端口和上述共用端口之間，并導(dǎo)通或截止從各發(fā)送端口到上述共用端口的上述發(fā)送信號(hào)的多個(gè)開(kāi)關(guān)部。并且上述開(kāi)關(guān)部具有形成在娃基板上，并以串聯(lián)的方式連接的多個(gè)MOSFET(Metal On Semiconductor FieldEffect Transistor,金屬-氧化層-半導(dǎo)體_場(chǎng)效晶體管)，上述多個(gè)MOSFET為接觸型FET(Field Effect Transistor,場(chǎng)效晶體管)和浮體型FET中的任一個(gè)，且各開(kāi)關(guān)部均包括接觸型FET和浮體型FET。即，本發(fā)明中的高頻開(kāi)關(guān)，將接觸型FET和插入損耗特性良好的浮體型FET進(jìn)行組合，構(gòu)成共同連接在共用端口上的各開(kāi)關(guān)。根據(jù)本發(fā)明可以得到諧波特性及插入損耗特性均良好的高頻開(kāi)關(guān)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)。圖2是示出構(gòu)成根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)的MOSFET的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖3示出了構(gòu)成開(kāi)關(guān)部的各MOSFET由接觸型FET構(gòu)成的現(xiàn)有的高頻開(kāi)關(guān)。圖4示出了構(gòu)成開(kāi)關(guān)部的各MOSFET由浮體型FET構(gòu)成時(shí)的高頻開(kāi)關(guān)。圖5是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)的特性的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施方式
下面，對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)。高頻開(kāi)關(guān)一般用于無(wú)線通信設(shè)備的前端部上，并具有根據(jù)發(fā)送/接收的轉(zhuǎn)換、發(fā)送方式的變更以及發(fā)送方式的轉(zhuǎn)換中的至少一個(gè)進(jìn)行端口的轉(zhuǎn)換的功能。圖1示出了根據(jù)本實(shí)施方式的由SPDT開(kāi)關(guān)構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)。根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)，可以是由根據(jù)發(fā)送方式的轉(zhuǎn)換進(jìn)行端口的轉(zhuǎn)換的發(fā)送系統(tǒng)SPDT(Single PoleDouble Throw)開(kāi)關(guān)構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)。S卩，例如可以進(jìn)行在GSM終端上的頻段的轉(zhuǎn)換(例如，為窄帶的850MHz和為寬帶的1900MHz之間的轉(zhuǎn)換)。如圖1中所示，高頻開(kāi)關(guān)I具有通過(guò)共用端口 CX共同(并列)連接到天線110的第I開(kāi)關(guān)部100A和第2開(kāi)關(guān)部100B。第I開(kāi)關(guān)部100A，根據(jù)輸入到第I共用柵極端子GATE_TX1的控制信號(hào)，成為導(dǎo)通或截止中的任意一個(gè)狀態(tài)。第I開(kāi)關(guān)部100A，可以將輸入到第I發(fā)送端口 TXl的第I發(fā)送信號(hào)(例如，為850MHz的發(fā)送信號(hào))，通過(guò)共用端口 CX與天線110進(jìn)行導(dǎo)通或截止。第2開(kāi)關(guān)部100B，根據(jù)輸入到第2共用柵極端子GATE_TX2的控制信號(hào)，成為導(dǎo)通或截止中的任意一個(gè)狀態(tài)。第2開(kāi)關(guān)部100B，可以將輸入到第2發(fā)送端口 TX2的第2發(fā)送信號(hào)(例如，為1900MHz的發(fā)送信號(hào))，通過(guò)共用端口 CX與天線110進(jìn)行導(dǎo)通或截止。S卩，高頻開(kāi)關(guān)I可以通過(guò)第I開(kāi)關(guān)部100A或第2開(kāi)關(guān)部100B中的任意一側(cè)成為導(dǎo)通狀態(tài)，另外一側(cè)成為截止?fàn)顟B(tài)來(lái)進(jìn)行發(fā)送端口的轉(zhuǎn)換。下面，將導(dǎo)通狀態(tài)的開(kāi)關(guān)部稱(chēng)為導(dǎo)通端(ON Port)的開(kāi)關(guān)部,將截止?fàn)顟B(tài)的開(kāi)關(guān)部稱(chēng)為截止端(OFF Port)的開(kāi)關(guān)部。第I開(kāi)關(guān)部100A包括以串聯(lián)方式連接的多個(gè)MOSFET (Tfii TF13、Tcn Tci3)。構(gòu)成第I開(kāi)關(guān)部100A的MOSFET的數(shù)量，可以根據(jù)高頻開(kāi)關(guān)I所需要的內(nèi)壓，適當(dāng)進(jìn)行變更。其中，MOSFET (Tfii TF13、Tcn Ta3)分別具有源極端子和漏極端子，但是這些端子在MOSFET的結(jié)構(gòu)上沒(méi)有區(qū)別。因此，在本說(shuō)明書(shū)中MOSFET以“串聯(lián)的方式連接”是指，將一個(gè)MOSFET的源極端子或漏極端子中的任意一個(gè)連接到另一個(gè)MOSFET的源極端子或漏極端子中的任意一個(gè)的狀態(tài)。并且，各MOSFET (TF11 TF13、Tcn Tci3)以η型的MOSFET進(jìn)行說(shuō)明。圖2是示出構(gòu)成根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)的MOSFET的剖面結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖2所示，MOSFET (Tfii Tf13 > Tcn Tci3)可以形成在SOI基板上。SOI基板200上形成的MOSFET (Tfu TF13、Tcn Tci3)具有在由氧化硅(SiO2)構(gòu)成的絕緣層210上的硅層220上形成的MOSFET元件被該絕緣層210包圍的結(jié)構(gòu)。并且各MOSFET (Tfii TF13、Tcil τα3)被絕緣層210電分離。在構(gòu)成第I開(kāi)關(guān)部100A的MOSFET(Tfu TF13、Tcn Tci3)中，連接在距共用端口 CX近的位置的MOSFET (Tfii Tf13)的基極分別通過(guò)基極電阻(Rbll Rbl3)接地。即，MOSFET(Tfii Tf13)是接觸型FET。之所以有基極電阻(Rbll Rbl3)是為了減少來(lái)自基極區(qū)域的泄漏功率引起的損耗。另一方面，在構(gòu)成第I開(kāi)關(guān)部100A的MOSFET (Tfii TF13、Tai Ta3)中，在連接在距共用端口 CX遠(yuǎn)的位置的MOSFET (Tai Tm)的基極上，因?yàn)椴皇┘尤魏坞妷?，因此成為開(kāi)放電位。即，MOSFET (Tcn Tci3)是浮體型FET。并且，在各MOSFET (TF11 TF13、Teil Τα3)的柵極端子與第I共用柵極端子GATE_TXl之間分別具有柵極電阻( Rgll Rgl6)。
第2開(kāi)關(guān)部IOOB的結(jié)構(gòu)也與第I開(kāi)關(guān)部IOOA相同。因此省略或簡(jiǎn)要說(shuō)明已在第I開(kāi)關(guān)部100A的說(shuō)明中提到的內(nèi)容。第2開(kāi)關(guān)部100B具有以串聯(lián)的方式連接的多個(gè)M0SFET(TF21 TF23、Tc21 Tc23)，并且各MOSFET (Tf21 Tf23、Tc21 Tci3)可以形成在SOI基板200上。構(gòu)成第2開(kāi)關(guān)部100B的MOSFET (Tf21 TF23、TC21 Tc23)中，連接在距共用端口 CX近的位置的MOSFET (Tf21 Tf23)為接觸型FET，并且各基極分別通過(guò)基極電阻(Rb21 Rb23)接地。另一方面連接在離共用端口 CX遠(yuǎn)的位置的MOSFETOrai Te23)為浮體型FET。在各MOSFET (TF21 TF23、TC21 Tc23)的柵極端子與第2共用柵極端子(GATE_TX2)之間分別設(shè)置有柵極電阻(Rg21 Rg26)。對(duì)根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)I的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)第I開(kāi)關(guān)部100A為導(dǎo)通端，第2開(kāi)關(guān)部100B為截止端時(shí)的情況進(jìn)行說(shuō)明。另夕卜，第I開(kāi)關(guān)部100A為截止端，第2開(kāi)關(guān)部100B為導(dǎo)通端時(shí)也可作同樣的考慮(省略這時(shí)的說(shuō)明)。如果向第I共用柵極端子GATE_TX1輸入高電平的控制信號(hào)，則第I開(kāi)關(guān)部100A的所有MOSFET (Tfii TF13、Tai Ta3)將會(huì)導(dǎo)通。從而，第I開(kāi)關(guān)部100A成為導(dǎo)通端，因此輸入到第I發(fā)送端口 TXl的第I發(fā)送信號(hào)將會(huì)通過(guò)共用端口 CX傳輸?shù)教炀€110。這時(shí)，因?yàn)檩斎氲降?共用柵極端子GATE_TX2的是低電平的控制信號(hào)，因此第2開(kāi)關(guān)部100B的所有MOSFET (Tf21 TF23、Tc21 Te23)將會(huì)成為截止?fàn)顟B(tài)。從而，第2開(kāi)關(guān)部100B成為截止端，因此即使信號(hào)輸入到第2發(fā)送端口，其信號(hào)也不會(huì)通過(guò)共用端口 CX傳輸?shù)教炀€110。根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)1，可以根據(jù)上述的動(dòng)作進(jìn)行發(fā)送端口的轉(zhuǎn)換。圖3示出了構(gòu)成開(kāi)關(guān)部的各MOSFET由接觸型FET構(gòu)成的現(xiàn)有的高頻開(kāi)關(guān)。圖3中示出的現(xiàn)有的高頻開(kāi)關(guān)，在發(fā)送特性方面，雖然從第I發(fā)送端口 TXl到共用端口 CX為止的諧波特性良好，但是插入損耗特性會(huì)劣化。因?yàn)椴迦霌p耗特性會(huì)直接影響功率放大器的效率特性，因此不僅需要進(jìn)一步提高特性，而且圖3中示出的現(xiàn)有高頻開(kāi)關(guān)很難滿足為了應(yīng)對(duì)設(shè)備的高性能化所需的規(guī)格。圖4示出了構(gòu)成開(kāi)關(guān)部的各MOSFET由浮體型FET構(gòu)成時(shí)的高頻開(kāi)關(guān)。圖4中示出的高頻開(kāi)關(guān)，由以元件為單位具有比較良好的損耗特性的浮體型FET構(gòu)成。因此，在發(fā)送特性方面，從第I發(fā)送端口 TXl到共用端口 CX為止的插入損耗特性良好。但是由浮體型FET構(gòu)成高頻開(kāi)關(guān)，其諧波特性將會(huì)劣化。即，通過(guò)第I開(kāi)關(guān)部100A向共用端口輸出的第I發(fā)送信號(hào)(Vtei)，也會(huì)施加到與第I開(kāi)關(guān)部100A —起連接到共用端口 CX上的第2開(kāi)關(guān)部100B，這時(shí)，通過(guò)為導(dǎo)通端的第I開(kāi)關(guān)部100A輸出到共用端口 CX的第I發(fā)送信號(hào)(Vtei)會(huì)由于構(gòu)成第2開(kāi)關(guān)部100B(為截止端)的MOSFET(Tc21 Tc26)的特性(晶體管截止時(shí)的特性)而受到影響。并且，截止端側(cè)的第2開(kāi)關(guān)部由浮體型FET構(gòu)成時(shí)，由于截止側(cè)的第2開(kāi)關(guān)部對(duì)輸出到共用端口的第I發(fā)送信號(hào)的諧波特性的影響變得比較大，從而高頻開(kāi)關(guān)I的諧波特性將會(huì)劣化。并且，第I開(kāi)關(guān)部100A為截止端時(shí)，第2開(kāi)關(guān)部100B可以變?yōu)閷?dǎo)通端，因此通常需要使得兩個(gè)開(kāi)關(guān)部具有相同的結(jié)構(gòu)。圖5是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)的特性的圖。
如圖5所示，根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)I具有第I開(kāi)關(guān)部100A和第2開(kāi)關(guān)部100B,并使得在構(gòu)成各開(kāi)關(guān)部100A、100B的MOSFET中連接在距共用端口 CX近的位置的一半(即，MOSFET (Tfii Tf13、Tf21 Tf23))由接觸型 FET 構(gòu)成，另一半(即，MOSFET (Tcn TC13、Tc21 Tc23))由浮體型FET構(gòu)成。在構(gòu)成各開(kāi)關(guān)部100AU00B的多個(gè)MOSFET中，因?yàn)榇嬖诩纳娙莩煞趾图纳娮璩煞郑虼讼蚋鱉OSFET施加的電壓不會(huì)被均等分配。S卩，在各開(kāi)關(guān)部100A、100B中，施加到以串聯(lián)連接的MOSFET中連接在距共用端口 CX近的位置的M0SFET(即，M0SFET(Tf11 TF13、Tf21 Tf23))上的電壓比較大。因此，構(gòu)成截止端的第2開(kāi)關(guān)部100B的MOSFET (TF21 TF23、Tc21 Te23)連接到距共用端口 CX近的位置時(shí)，對(duì)輸出到共用端口 CX的第I發(fā)送信號(hào)(Vtei)的諧波特性產(chǎn)生的影響會(huì)變大。因此，在各開(kāi)關(guān)部100A、100B中，在距共用端口 CX近的位置連接接觸型FET，由此可以有效防止高頻開(kāi)關(guān)I的插入損耗的劣化。并且，在各開(kāi)關(guān)部100AU00B中，除了接觸型FET以外的FET由浮體型FET構(gòu)成，從而可以實(shí)現(xiàn)抑制插入損耗特性的劣化而提高插入損耗特性。并且根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)具有以下效果。即，通過(guò)組合接觸型FET和插入損耗特性良好的浮體型FET構(gòu)成共同連接到共用端口的各開(kāi)關(guān)部，從而得到諧波特性及插入損耗特性均良好的高頻開(kāi)關(guān)。上面，雖然對(duì)根據(jù)本實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明的實(shí)施方式不限定于上述的實(shí)施方式。即，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的高頻開(kāi)關(guān)，也可以是由根據(jù)發(fā)送和接收方式的轉(zhuǎn)換進(jìn)行端口的轉(zhuǎn)換的收發(fā)系統(tǒng)單刀四擲(SP4T:Single Pole 4Throw)開(kāi)關(guān)構(gòu)成的高頻開(kāi)關(guān)。而且，也可以是單刀多擲(SPMP:Single Pole Multi Throw)開(kāi)關(guān)及多刀多擲(MPMT:Multi Pol e Multi Throw)開(kāi)關(guān)。并且，在構(gòu)成各開(kāi)關(guān)部的MOSFET中只要任意一個(gè)由浮體型FET構(gòu)成即可，并且不限定接觸型FET和浮體型FET的構(gòu)成比率及其連接位置。并且，構(gòu)成各開(kāi)關(guān)部的MOSFET不限定于η型M0SFET，也可以是ρ型M0SFET。并且，MOSFET不限定于在SOI基板上形成，也可以是在普通硅基板上形成的。符號(hào)說(shuō)明1:聞?lì)l開(kāi)關(guān) 100A、100B:開(kāi)關(guān)部

110:天線。
權(quán)利要求
1.一種高頻開(kāi)關(guān)，其特征在于包括: 使用天線輸出發(fā)送信號(hào)的共用端口； 輸入所述發(fā)送信號(hào)的發(fā)送端口 ；以及 分別連接在多個(gè)所述發(fā)送端口和所述共用端口之間，并導(dǎo)通或截止從各發(fā)送端口到所述共用端口的所述發(fā)送信號(hào)的多個(gè)開(kāi)關(guān)部， 并且所述開(kāi)關(guān)部具有形成在硅基板上，并以串聯(lián)的方式連接的多個(gè)金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管，所述多個(gè)金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管為接觸型場(chǎng)效晶體管及浮體型場(chǎng)效晶體管中的任一個(gè)，且各開(kāi)關(guān)部均包括接觸型場(chǎng)效晶體管及浮體型場(chǎng)效晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻開(kāi)關(guān)，其特征在于， 在各開(kāi)關(guān)部中，所述接觸型場(chǎng)效晶體管連接于與所述浮體型場(chǎng)效晶體管相比距共用端口近的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻開(kāi)關(guān)，其特征在于， 所述硅基板為絕緣襯底上的硅基板。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，得到插入損耗特性及諧波特性均良好的高頻開(kāi)關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的高頻開(kāi)關(guān)包括使用天線輸出發(fā)送信號(hào)的共用端口；輸入發(fā)送信號(hào)的發(fā)送端口；分別連接在多個(gè)上述發(fā)送端口和共用端口之間，導(dǎo)通或截止各發(fā)送端口和上述共用端口的多個(gè)開(kāi)關(guān)部。并且上述開(kāi)關(guān)部具有形成在硅基板上，并以串聯(lián)的方式連接的多個(gè)MOSFET，上述多個(gè)MOSFET為接觸型FET和浮體型FET中的一個(gè)，并且各開(kāi)關(guān)部均包括接觸型FET及浮體型FET。
文檔編號(hào)H03K17/56GK103219976SQ201210018318
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者杉浦毅 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社